TWI345884B - Ad converter and ad conversion method - Google Patents

Description

2565lpif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明是關於—種類比/數位—AD) =翻^及AD#換方法。本發明尤其是關於—種輸出已 =員比輸入信號數位化的數位輸出信號的ad轉換器以及 •V*-換方法。本巾*案與下述美國中請案相關。對於因 、=知、而允弄併入的指定國，參照下述申請案中所記載 白、内谷而併人本中請案，以作為本中請案的一部分。 1.美國專利申請案11/520436申請日〇〇 13日 【先前技術】 AD轉換器用以使類比信號轉換成數位信號。AD轉換 為可分為單位元（Single bit)方式及多位元方式，上述單 位兀方式是在1個時脈内對每〗位元進行逐個量化，上述 多位元方式是在1個時脈内對多個位元進行量化。作為單 位元方式的AD轉換器，已知例如逐次比較型AD轉換器 (例如，參照非專利文獻卜2、3)以及ΑΣ型AD轉換器。 作為夕位元方式的AD轉換器，已知例如快閃（flash )型 AD轉換器。 非專利文獻 1: Ricardo E.Suarez，Paul R.Gray and David A.Hodges,"An All-MOS Charge-Redistribution A/D Conversion Technique",IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1974,P. 194-195,248

非專利文獻 2 : James McCreary and Paul R.Gray，’1 A 1345884 25651pif.doc

High-Speed, All-MOS Successive-Approximation Weighted Capacitor A/D Conversion Technique",IEEE International Solid-State Circuits Conference, 1975,P.38-39,211

非專利文獻 3 : JAMES L.McCREARY and PAUL· R.GRAY, uAll-MOS Charge Redistribution Analog-to-Digital Conversion Techniques-Part 1", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS,VOL.SC-IO,NO.6, DECEMBER 1975,P.371-379

AD轉換器有時會在輸入信號中瞬間含有較大雜訊而 導致輸出錯誤的結果。尤其是逐次比較型的八〇轉換器，由 於自高位位元開始依序來確定值，因而當高位位元上在比 較結果中產生錯誤時’會輸出含有較大誤差的資料值。 為了解決上述問題，亦可考慮在輸入段t設置電容較 大的低通濾^器，以瞬間去除較大的雜訊。但是，具備上 述低通濾波器的AD轉換器的穩態時間（禮哗_ )變 晚，其結果使轉換時間變長。

【發明内容】 因此 …、f門：= 的目的在於，提供-種能夠 ϊΐίί=Γ轉換器以及AD轉換方法。該目的藉 由申1利_中賴立項所 精 又，附屬項規定本發日収為有_具^ 亦即，本發明的第丨形熊 已使類比輸入信號數位化的數位卜他轉換器’其輸出 備：位元選擇部，自數位輸祕轉換器具 15唬的咼位位元向低位位元 1345884 25651pif.doc 值進行比較。 本發明的第3形態提供-種A_換方法，用以輸出已 •.使類比輸入信號數位化的數位輸出信號，該AD轉換方法包 * 括以下步驟：自數位輸出信號的高位位元向低位位元依序 ，，擇各轉換縣位元；根據難對象位元的更高位位元確 定後的值，來確定表示各轉換對象位元的〇及丨的邊界值的 臨限值資料；將臨限值資料進行DA轉換而生成類比臨限 值’·在確定各轉換對象位元的值的轉換時間内的多個不同 日寸序中，將類比輸入信號與類比臨限值進行比較，並輸出 各時序中比較後所得的多個比較結果；以及根據上述多個 - 比較結果來確定各轉換對象位元的值。 . 本發明的第4形態提供一種AD轉換方法，用以輸出已 使類比輸入信號數位化的數位輸出信號，該AD轉換方法包 括以下步驟：根據向多個比較器供給互不相同的臨限值資 料而獲得的多個比較結果，來限定數位輸出信號中的預定 位7L數的高位區域所對應的資料值，上述多個比較器用來 Φ 分別將類比輸入信號與指定的數位臨限值資料所對應的類 比臨限值進行比較；利用上述多個比較器，來計算^位區 域的更低位侧的預定位元數的低位區域所對應的資料值的 多個候補值；根據上述多個候補值來確定低位區域所對應 - 的資料值；以及當欲計算低位區域所對應的資料值的多個 候補值時，使上述多個比較器中的第i比較器在確定丨位元 的值的轉換時間内的第〗時序中，將類比輸入信號與類比臨 限值進行比較，且使多個比較器中的第2比較器在上述轉換 1345884 25651pif.doc 時間内的與第1時序不同的第2時序中，验认 類比臨限值進行比較。^中將類比輪入信號與 再者，上述發明概要並未列舉出本發明的 徵，該些特徵群的次(sub)組合亦可成為發明。 要特 【實施方式】 以下藉由發明的實施形態來說明本發明的—個方面， 但是以下實施形態並未限定申請專利範圍的相關發明，且 實施形態中說明的所有特徵的組合未必均為發明之解 段所必須者。 、

(ANA^ TO ^ , 得、°。的、，，°構。AD轉換器1〇為逐次比 = ====數f化的數位 =期UD轉換週期）内將類比輪入^號的電^^= 成m位το的數位輸出信號。再者，m為大於等於 、 AD轉細〇包括取樣保持糾、位元選、= 值控制部20、DA觀、比較和 = 憶部28、時序控制部观及定序.器％。取樣㈣ ^匕輸γ言號進行取樣，並保持所取樣的類比輸入 作 ί::進 可在藉由，容器來對類 水亚在疋期間將電塵值VlN保持著。 位兀選擇部18自數位輪出信铲莕 兀依序選擇各轉換對象位元。作為^ ^ ^位3 可在每個㈣料，自^健柏 1345884 25651pif.doc J 序選擇各轉換對象位元。又，位元選擇部Μ 在自取向位位元起去除預定數的位元的位元區域内， 向低位位元依序選擇各轉換對象位元。此時， 位元起的歡數的位元，例如藉由快問型等 其他AD轉換器來進行AD轉換即可。 :限=制部20根據轉換對象位元的高位位元確定 後的值:來確定表示各轉換對象位元的〇及！的邊界值的 2=二。/即，臨限值控制部2〇根據記憶於記憶部 28中的確疋後的值來確定臨限值資料，該臨限 換對象位元的值為。的類比輸入信號 ==換對象位元的值為比輸入信號的範圍之 ^ 艮值控制部20在自數位輪出信號的高位 取得的範圍内表示中間值的資料值，作為臨限值資料2 如，臨限值控制部20使臨限值資料的位元數成為與數 出^虎的位讀(例如m位元）相同。繼而，臨限值控制 部20可輸出如下臨限值資料，亦即，使與轉換對象位^ 應的位的更高錄元成為與確定後的值㈣，使: 象位兀對應的位的位元成為！ ’且使與轉換對象位元對庫 的位的更低位位元成為 —da轉換部22將臨限值資料進行da轉換而生成 臨限值。於本實施形射，DA轉換部22至少具有數位 出信號的位讀（m位元）的解析度，並賦予基準電麼^

12 1345884 25651pif.doc 以及接地電位（或基準電壓Vref以及負基準麵^ 作為基準電位。因此，da轉換部22可藉由對以則 示的=限值資料進行DA轉換，使與數位輸出信號可取得 的各負料值所對應範圍的邊界相一致的類比臨限值輸出: 比較部24在確定各轉換對象位元的值的轉換^間内 的多個不同時序巾’將類比輸人信號與類比臨限值進行比 較，並輸出各時序中比較後所得的多個比較結果。作為一 例，比較部24具有多個比較器5〇。多個比較器％分別將 類比輸入信號與類比臨限值進行比較。作為一例，當類比 輸入信號大於等於類比臨限值的比較結果產生時，多個比 較器5〇的每一個分別輸出L邏輯（〇)，當類比輸入信號 小於類比臨限值的比較結果產生時，多個比較器5〇的每一 個分別輸出Η邏輯（1)。 此外，在確定各轉換對象位元的值的轉換時間内的第 1時序中，多個比較器50中的第1比較器5〇-1將類比輸 入h號與類比臨限值進行比較。又，在確定上述轉換對象 位元的值的轉換時間内的與第1時序不同的第2時序中， 多個比較器50中的第2比較器50-2將類比輸入信號與類 比臨限值進行比較。因此，多個比較器5〇可在確定各轉換 對象位元的值的轉換時間内的多個不同時序中，對類比輸 入信號與類比臨限值進行比較，並輪出各時序中比較後所 得的多個比較結果。 於本實施形態中，比較部24具有η個比較器50 (第1 比較器50-1〜第η比較器50-η)。此處，η為大於等於2 1345884 25651pif.doc 的整數 1個比較器50-1〜50-n分別在確定各轉 元的值的轉換時間内的互不相同的時序中， 號與類比臨限值進行比較。作為—例，n個比㈣ 5=彼此間的比較時序可以小於等於取樣時脈之&期二 對It在本實施形態中，比較部24可輪出在確 疋各#換對象位凡的值的轉換時間内不同的_ ^所得的η個比較結果。又，本實施職中，η個 益50-1〜50-n將類比輸入信號的電壓值v版與作為類比= 限值而供給的電壓值進行比較。 一 '、 位7L確疋部26根據自比較部24所輸出的多個比 果來確定各轉換縣位元龍（G或i)。作為 ^ 確定料可利㈣數確定方絲確定多個比較結果，以ς 疋各轉換對象h的值。繼而，位元確 轉換對象位元的值依序存儲於記憶部28 t。 ^位中料根據比較部24所具有的n個二 ;:==，=、小於等於- 出』;f由位元確定部％所確定的數位輸 每個AD轉換週期所確定的數位輸出值序輸出 時序控制部30對多個（本實施形態中為H交器 _制多個比較11 50各自 的類比輸人域與類比臨限值的比 時序控制部輕多個比較器”㈣〗味^在較 14 25651pif.doc Γ二=的轉換時間内的第】時序中進行比較。繼 在上η部30使多個比較器50中的第2比較器5〇 ^ f处轉換㈣内_第】時序不同的第2時序中進行比 時序控制部％可利用小於取樣時腺1個遇 ’ 邊里的延遲元件，來延遲該確定1位亓魈植B士門沾

第:比較時序的第1選通二 50-1根據第Ί序，第2選通信號。此時’ g 1比較器 值。又D ι-Γ"1信號來比㈣H錢與類比臨限 入信號_t^=5G·2根據第2選通信號來比較類比輸 個選通信號，上述多個選通仲心3G可生成多 控制部3G ’亦隔—移。又，時序 至第η選通彳ι \ %亚列地供給第1選通信號 脈㈣期_==此_味轉則、料於取樣時

部2〇、DA轉換部22等的；H乍;^擇部18、臨限值控制 號的取樣時序及保持時序 錢蚊齡輸入信 記憶於記憶部28中的^保持信號輸出，並控制 圖2表示本^：=的輸出時序等。 處理的流程。圖3表示；;實施^ f1Q的㈣數位轉換 數位轉換處理的時序圖之^的AD轉換器10的類比 15 (5 ) 2565lpif.doc 韓換、轉換處理開始時，首先，定序器32在每個AD 轉換週期内’反覆實施自步驟si2至步驟s (sil、S20、til〜U3)。 浐俘5換週期内’首先，定序器32藉由控制該取 ^ 12 (S12 > μ私序器32發出取樣指示時，取樣保持部12對類 取樣（tU〜tl2)。^序器32在取樣結束 二卜内U錄樣保持部12可紐彳轉動作（叫。當 =斋32發出保持的指示時，取樣保持部12保持所取樣 /_、比輸人^ (tl2〜tl3)。定序器32持續發出保持的 曰不直至邊AD轉換週期結束為止（tl3)。 恭山其次，定序器32使位元選擇部18動作。當定序器32 2動作開始的命令時，位元選擇部18與取樣時脈同步， 一丈位輸出k唬的區域的最高位位元向最低位位元逐個位 兀地依序選擇各轉換對象位元（si3、si8、⑴〜叫。繼 /立元選擇部18在選擇各轉換對象位元的時間内，分別 貫施自步驟S14至步驟S17為止的處理。 ^在各轉換對象位元的選擇時間内，首先，臨限值控制 邻—根據"玄轉換對象位元的更高位位元已確定後的值，來 =表示各轉換對象位元的Q及1的邊界值的臨限值資料 丘14 )。其次，DA轉換部22對η個比較器50的每一個 同地供給臨限值資料經DA轉換後生成的類比臨限值 I b 丄 5 ) 〇 其次，定序器32命令時序控制部30供給選通信號 1345884 25651pif.doc ( tl3)。當發出供給選通信號的命令，時序 控制。P 30對η個比㈣5〇的每—個供給彼此間的時序以 丄'於等，取樣時脈之週期的間隔*偏移的第i〜第^選通 η個比較态50的每一個在由對應的選通信號 所才曰疋的k序中’將由取樣保持部12保持的類比輪入信號 與由DA轉換部22供給的類比臨限值進行比較。 其次，位το確定部26例如以多數確定的方式來確定n 個比較器5G的比較結果，以此來確定轉換對象位元的值（〇 或1) (S17)。對隶向位位元至最低位位元為止的各個位元 貫施S14〜S17的處理後，位元確定部26可確定丨個取樣 的數位輸出信號的資料值。 一人疋序益32在已確定資料值之後（例如下一個 AD轉換週期中），命令記憶部28輸出數位輸出信號 (S19)。當定序器32發出輸出的命令後，記憶部”輸出 於步驟SH中所確定的數位輸出信號的整個區域的資料 值。繼而，AD轉換器10重複以上S12〜S19的處理，以 此輸出類比輸入信號所對應的時間序列的數位輸出信號。 圖4表示本實施形態的比較部24中所輸入的類比輪入 信號與雜訊分佈以及多個比較時序之一例。圖5表示本實 施形態的比較部24中所輸入的類比輸入信號經低通濾波 後的波形之一例以及未經低通濾波的類比輸入信號的波形 之一例。 如圖4所示’ AD轉換器1〇中所輸入的類比輸入信號 有h包含形成高斯分佈（Gaussian distribution )的熱雜訊。 17 工345884 2565lpif.doc 當包含熱雜訊時’類比輸入信號中偶爾會重疊較大的雜 訊。此處，當在選通信號職定㈣料產生=== 轉換益由於自向位位元開始依序確定各值，因而合在 向位位凡出現誤判斷時，會輸出具有較大誤差的資料i。 行低通、、』了 上述問題’亦可考慮對類比輸入信號進 如圖5所示，經低通濾波的類比輸入 心唬曰口間而延遲’由此使得轉換時間變長。 相對於此，利用本實施形態的Α 例如是以多數確定的方式來確二= 不冋的夕個比較結果，因而可消除 · 所造::影響，由此獲得正確的== 如圖5所不，利用AD轉換器10， Γ 產生延遲㈣況Τ，獲得轉tbH錢舰輸入信號 ⑹轉換後生成的資料值鱗號的積分波形經 實施形態的AD轉換哭10可在因此如上所述，本 度的AD轉換 ㈣㈣轉換輸實現高精 轉換=位24亦可根據隨機數來確定各 在含有與取樣時脈同步產生的週=:序：此，即使 部2 4而消_ 雜輯 、^料利用比較 序控制部30可根據隨機數來改變=的f響。例如’時 第！選通信號至第n選通錢的延^至的 亦可根據_辣確定各㈣· 比較料 (S ) 18 1345884 25651pif.doc 又，時序控制部30亦可使數位輸 轉換時間長於該預定位元的更高位位」。琥的預定位元的 如，時序控制部亦可使最低位1元H的轉換時間。例 域的最高位位元的轉換時間的例如2仵換時間為低位區 控制部30可對產生雜訊信號的可能，心，此’利用時序 值埠行高精度的ad轉換。 乂的低位位元的 圖6表示本實施形態中第〗

Μ轉換器40的結構及比較部24。本變荷再分配型 1 〇採用與圖i所示的本實施形態的AD轉;奐器==器 同的結構及功能，故以下僅說明不同點。、 目 本變形_仙轉換器10取代圖i所示的取樣保 2及DA轉換部22且具備圖6所干的蛩# 。電荷再分配型DA轉換請具有取樣保持部 的功能及DA轉換部22的功能。 在本變形例中’多個比較器5G各自的負輸人端子與地

、'接。當施加至正輸入端子的電壓大於等於施加至負輸

=端子的電壓（接地電位）時，多個比較器5〇各自輸出H =輯（1)’當施加至正輸入端子的電壓小於施加至負輪入 端子的電壓（接地電位）時，多個比較器5〇各自輪出L 邏輯（0)。 ，荷再分配型DA轉換器40具有取樣開關42、調節 &電各态43、第1〜第111電容器44_1〜44-m、調節用開關 苐1〜弟m輸入切換開關46-1〜46-m以及第1〜第m 位凡開關48-1〜48-m。再者，圖6中，m為臨限值資料的 1345884 25651pif.doc 位元數（大於等於2的整數。）。 在取樣保持信號指定”取樣，，時，取樣開 電路％的正輪入端子接地，在取樣保持信號 時，取樣開關42斷開比較電路40的正輪入^曰疋呆持 的連接。 ，知子與地之間 調節用電容器43的電容設為預定值c。 43的々一端連接於各比較器50 #正輪入端？。°°即用電容器 第1〜第m電容器44-1〜44_m依序 臨限值資料的各位元。亦即，第】電容器^ =位元的 位起的第1位元（最低位位元）， L於自低 自低位起的第2位元，第3電容器44 =44·2對應於 第3位元，...，並且第m電容器从^^低位起的 第m位元（最高位位元）。將第】 的％、、、自低位起的 預定值c的2。倍0倍）即2V =体1的電容設為 電容設為預定值C的2】倍即2、C’，字f 2電容器44~2的 電容設為預定值C的22倍即2、c’，將第3電容器44-3的 器44-m的電容設為預定值c ’並且將第m電容 〜第m電容器44-1〜44-m的—端、^倍即2m-]xC。將第1 輸入端子。 接於各比較器50的正 當取樣保持信號指定，，取樣” 輸入信號VIN施加至調節用電容哭S。郎用開關45將類比 的正輸入端子連接的端子（以下彳Γ 43的未與各比較器5〇 —端）。當取樣保持信號指定，，保$ t，節用電容器43的另 接地電位施加至調節用雷玄哭、4，調節用開關45將 。43的另一端。 20 1345884 25651pif.doc 第1〜第m輸入切換開關46-1〜46-m分別對應於第] 〜第m電容器44-1〜44-m。當取樣保持信號指定，，取樣，， 時’第1〜第m輸入切換開關46-1〜46-m將類比輸入信號 VIN施加至第！〜第m電容器糾-丨〜料必的未與各比較器 的正輸入端子連接的端子（以下稱作第丨〜第m電容器 〜^4-m的另一端）。當取樣保持信號指定，，保持”時: ί二第m輸人切換開關46_1〜46_m將參考信號、或 接地^施加至第i〜第m電容器44]〜44_m的另一端。 第1〜第m位元開關佔心〜佔-爪依 的臨限值資料的各位元。 ==m位凡 自低位起的第1位元(最低位位元= 對應於自低位起的第2位元，第3 =開關格2 ，第3位元，...，並且第m位二：對應於自 元（最高位位 ^ =對應於 應的位元為H邏輯（1)护， j限值資料所對 48_m分別將參考 1， 〜第m位元開關48-1〜 容器44-!〜4“的另二應的第1〜第m電 L邏輯（〇) ·，第i田值·貝料所對應的位元為 ^也電位施加至所對 =叫〜如分別將 另一端。 弟弟电谷器44-1〜44_m& 調 2結構的電荷 即用電容器43以及 ^ A衿換盗40在取樣時，,， 端與地線連接，且〜弟m電容ϋ 44-1〜44必的一 V『因此，調節用電：：：施加類比輪入信號的鶴 電…以及第!〜“電容器4: 21 25651pif.doc 〜4 4 - m在取樣時，可對類 樣。 了題比輸4摘電龜進行取 又，上述結構的電荷再分配型乃赫。 時，斷開調節用電容哭仏沾 ^換益40在保持 -端施加=!;;二一端與地的連接，且停止對另 蝴比物入乜唬的電壓值ν 器43在保持時，對各比較哭 ^ 口此調即用電容 的類比輸人信號的麵V二逆轉施加所保持 的連接。又1:，体1〜4‘m的-端與地 料輯⑴時I /當臨限值資料所對應的位元值為 另一端施加電塵Vref^值電体1〜44_m各自的 邏輯（0)時，料楚,田匕限值貝料所對應的位元值為L· —端施加接地電L第m電容器⑷〜^各自的另 容器調節用電容器43以及第1〜第爪電 加至各比較关50二刀別將下式⑴所表示的電壓V™施 〔較斋50的正輸入端子。 + + 二〜VlN:{ ( Vref/21 ) x ( Tm ) + ( VREF/22) X ( T ,) 式⑴中，T f2) + (VREF/2m)x(T】”...（i) (最低位位itUht不自臨限值資料的低位起第1位元 第2位元的邏=料值/2表示自臨限值資料的低位起 ΙΠ位元f Π» _λ_ ’ m表示自臨限值資料的低位起第 (取向位位元）的邏輯值。 〜、輪入彳„旒的電壓值大於等於臨限值資料所 22 < S > 1345884 25651pif.doc =臨限值電壓（式(1)中的中括號《内的式子所表示 則式（1)所表示的電壓Vth大於等於接地電位 (0 V)。又，甚麵认 員比輸入信號的電壓值VIN小於臨限值皆 =應的臨限值電壓，則式：二 接地電位（〇V)。 TH j、於 的比ί i果5G輪出—種表示接地電位與電屋、 大於等於接地I:。：： ’當式⑴表示的電廢VTH 的雷愿V ，盼，輪出^邏輯（0)，當式（1)表示 TH小於等於接地電位時，輸Η邏輯⑴。 個比較Μ 5器4〇 ’可使多 值資料所對二：，輸入信號的電塵值、與臨限 電荷再分配^ 較。此外’利用上述結構的 進行，，取樣健^ 4G，可對類比輸入信號的電難 '因此，本變形例的AD轉換器1〇可 不1取樣保持部12，故結構簡化。 保持部AD轉換器1Q +，#以與設有取樣 將變小，故時^數17取斜，每《容ϋ 44的電容 本變形例的AD轉’=，因，可縮短取樣時間。又’ 保持部12同等的#;；。十中’富每個電容器44以與取樣 於多個電容哭44 :二“對類比輸人信號進行取樣時，包含 行AD轉換Γ ㈣訊得以平均化，因而可高精度地進 的結構。由態的第2變形例中AD轉換器10 例的AD轉換器1〇採用與圖1所示的

23 1345884 25651pif.doc 本實施形態的AD轉換器1〇大致相同的結構及功能，故對 於具有與圖1所示的部件大致相同的結構及功能的部件都 附以相同符號，以下僅說明不同點。 本變形例的時序控制部30產生選通信號，用以指定數 位輸出h號的1位元轉換時間内的多個時序。作為一例， k序控制部30可藉由鎖相迴路（phase Locking Loop，PLL ) 電路等而輸出將取樣時脈的頻率放大預定倍數後的選通信 號。 本變形例的比較部24具有比較器50以及比較結果記 憶部52。比較結果記憶部52在由選通信號指定的時序中， 將類比輸入信號與類比臨限值進行比較。 比較結果記憶部52包含串聯連接的1個或1個以上的 =存裔54-1〜54·η。初始段的暫存器54·1在由選通信號指 定的時序中提取並記憶比較器50的比較結果。第2段以後 的=存54-2〜54-η在由選通信號指定的時序中提取並記 ，則一段暫存器54_1〜54_(η-1)中已記憶的比較結果。 因此比較結果記憶部5 2可在確定各轉換對象位元的值的 轉換日可間内的多個不同時序中，記憶著對類比輸入信號與 類比臨限值進行比較後的多個比較結果。 本變形例的記憶部28根據記憶於比較結果記憶部52 的多個時序各自的比較結果’來確定各轉換對象位元的 利用上述本變形例的AD轉換器1〇，可與圖丨所示的 1Q同樣，在較㈣轉換時_實現高精度的 、。此外，根據AD轉換器1〇，可藉由一個比較器 24 1345884 25651pif.doc 5〇而輸出多個時序的比較結果，因而可 現AD轉換。 傅木貝 4變形例中，時序控㈣3G可使數位輸出信號 白j預疋位兀的轉換時間内的時序數，大於該預定位元的更 南位位換時間_時雜。作為_例，當轉換對 位7G為預定位元的更低位位元時’時序控制部3 轉 換對象位柄轉換__指定㈣序數，大於該預定^ 斤指定的時序數。因此，時序控制部30 了根據更4比較結果，以錄確㈣方絲 巧號的可能性更少的低位位元的值。因此，利用八二 換盗10可尚精度地進行AD轉換。 哭]明的實郷態的第3變形例中AD轉換 10的、，“冓。本變形例的八〇轉換器1〇採用 、 ^實施形態的AD轉換器1〇大致相同構以斤不 故以下僅說明不同點。 再次力月匕’ 本變形例的AD轉換器10包括 比較器m、選擇部116、高位區保持部112、多個 計算部120、低位區域確定部^ ^ 118、低位區域 制部m以及時序控制部30。取樣保二 限值控 持信號來對類比輸入信號進行取样、/卩112根據取樣保 輸入信號。作為-例，取樣保持二所取樣的類比 類比輸入信號的電壓值VIN進行取樣，可藉由電容器來對 的類比輸入信號的電壓值vIN在一：士並將電容器所取樣 多個比較器114的每一個將=間中保持著。 、 $保持部U2所保持 25 1345884 25651pif.doc 的類比輸入信號與由臨限值控制部126指定的 貧料所對應的類比臨限值進行比較。作為一例，夕個、值 • i 114的每一個可根據與數位輸出信號的資料值匕車父 • 位元數（例如，m位元（m為大於等於2的整數w二同 .限值資料來指定臨限值電壓，並將所指定的臨限值= 類比輸入信號的電壓值Vin進行比較。此時，^〜 多個比較器m的每一個可具有數位/類比轉= (Digital.Analog Converter，DAC ) 132 以及比較雷二 134°DAC132根據所指定的臨限值資料而輪出將袁考 的電壓值與地線之間以大致均等間隔劃分成2m段的多^固 電壓中的任一個電塵。比較電路134將取樣保持部112所 . 健的類比輸入信號的電壓值VIN與DAC132所輸出的臨 限值電麼，行比較。在本實施形態中，當比較器ιΐ4產生 類比輸入信號大於等於臨限值資料所對應的類比臨限值的 比^結果時，輸出L邏輯⑻，當比較器114產生類比輸 入信號小於臨限值資料所對應的類比臨限值的比較結果 _ 時’輸出Η邏輯（j )。 選擇，116將多個比較g 114分別輸出的多個比較結 果供給至尚位區域確定部118及低位區域計算部12〇。高 位區域1定部118根據對多個比較器114供給互不相同的 臨限值=貝料而獲得的多似較結果，來限定數位輸出信號 中預疋位元數的高位區域所對應的資料值。 低位區域計算部120利用多個比較器114，來計算高 位區域的更低位側的預定位元數的低位區域所對應的資料 < 3 ) 26 1345884 25651pif.doc 值的多個候補值。作為—例，低位區域計算部⑽可 將多個比較器m劃分而形成的多個群組的每一個】 列地計算低位區域所對應的資料值的候補值。低位區^ ^部122根據多個候補值來衫低位區域所對應的資= =憶部124記憶著由高位區域確定部118及低位區域 二22所確定的數位輸出信號的高位區域及低位區域 的貝料值。，限值控制部126根據高位區域讀定部川及 域計算部120的控制，來對多個比較器114分別輸 出應k的臨限值資料。此外，臨限值 = =號=及取樣簡信號，其t，上述選通信號用 m的比較時序；上述取樣保持信號用以指定 序，”112對類比輪入信號的取樣時序以及保持時 节：2 Γ邛3 〇對多個比較器114的每-個供給選通传 ?制夕個比較器m的每一個的類比輸入信； 較時序。更具體而言，當欲計算低位區域所 器：Ϊ的第?序控制部3〇使多個比較 > ,. 將類比輛入彳§號與類比臨限值進行比 控制部3〇使多個比較器n s士这批在U别入k唬與類比臨限值進行比較。因此，利用 T二430可減小由瞬間雜訊造成的比較器114的誤判 27 1345884 25651pif.doc 料值的多健補值㈣計算出低位區域所對應的資 個、二Γ::時序控制部30可利用小於該取樣時脈】 成指定第1味時序的第_ 4相及& 4 2比較時序的第2選通信號 比較态114-1根據第】選通信 'b 比臨限值。又，第2比較哭比較類比輸入信號與類 較類比輸入信號與類比臨限^據# 2選通信號來比 ?而生成多個選通信號,上述多===控制部 :於確定〗位元轉換時間的取樣時脈之:期:間：: 時，時v=:=::=:，_補值 供給多條選通信號，上述多條選通；々母二個並列地 寻於取樣時脈之週期的間隔而偏移。此外^時序以小於 =斤對應的資料值時，時序控制部 ^欠^高位 114供給共同的選通信號，用以指定大致m比較器 再者，高位區域只要是指低位 /比較時序。 高位側區域。同樣地，低位區域只元劃分後的 低位位元的位置即可，並不限於將數S3區域的相對 元劃分後的低位側區域。 則出4號的所有位 圖9表示本實施形態的奶轉換器】〇的類比數位處理 (S ) 28 1345884 25651pif.doc 的谷步驟。百先，AD轉換器10在取樣階段（S1)，對類 比輸入信號進行取樣。在取樣結束後，AD轉換器1〇保持 所取樣的類比輸入信號，直至高位區域確定階段（s^w 及低位區域確定階段（S3)結束為止。 其次，在高位區域確定階段（S2)，AD轉換器至 少，行-次慨較器1M騎多位元轉換處理來確 疋寊料值的確疋階段（南位確定階段），以確定數位輸出芦 號的高位區域所對應的資料值。其次，在低位區域確定^ 段j S3) ’ AD轉換n 1G同時進行多個逐次比較處理，二 計算出數位輸出信號的低位區域所對應的資料值的多個候 補值，並根據上述多個候補值來確定出—個資料值。盆欠、， 在輸出階段（S4)，AD轉換器1G輸出高位區域確定階段 (，及低位區域確定階段（S3)所確定的數位輪出信^ 的整個區域的資料值。 茂 * 轉換器10在每個轉換週期重複以上的階

轉換器10可在每個轉換週期輸出類比輸入 =4換成數位值後的資料值。再者，A 之後進 域確定階段（s3)，亦可在該轉換週期 的資料ί又(S4) ’以輸出該轉換週期内轉換而成 -糾圖I0表示在以下情況時AD轉換器1〇的轉換處理之 m實r、t在ΐ位區域確定階段（S2)中使多個比較器 貝&夕4換處理’並在低位區域確定階段（S3) 29 1345884 25651pif.doc 使夕個比較β 114分別實施逐次比較處理。 再者，作為—例，圖10表示如下情形：設a<b<c< d<e<f (a〜f為大於等於！的整數），在高位區域確定階 段jS2)，分別確定數位輸出信號的自高位起第a〜b位元 的為料值（D[a . b])以及自高位起第c〜d位元的資料值 (D[c : d]) ’並且在低位區域確定階段（S3)，確定數位輸 出信號的自鬲位起第e〜f位元的資料值（Davg[e:f^)。又， Sa限值資料的位元數表示與數位輪出信號具有相同位元數 的情形。又，圖10中，步驟S111中表示臨限值的刻度與 步驟S112中表示臨限值的刻度之間所連的虛線，表示同 值的臨限值。圖1〇中，8112與83之間的虛線亦如此。 作為一例，高位區域確定部Π8在高位區域確定階段 (S2)，可進行多次利用多個比較器114進行多位元轉換 處理來確定資料值的確定階段（高位確定階段），以確定數 位輸出信號的高位區域所對應的資料值。作為一例，如圖 10所示’高位區域確定部118可藉由第1高位確定階段 (sill )來確定第a〜b位元的資料值（D[a : b])，其次， 可藉由第2高位確定階段（S112)來確定第位元的資 料值（D[c : d])。 在第1高位確定階段（S111)，高位區域確定部118 控制臨限值控制部126，並將高位區域所對應的資料值互 不相同的臨限值資料並列地供給至多個比較器114的每一 個。作為一例，高位區域確定部118可在第1高位確定階 段（S111 )，將第a〜b位元的資料值互不相同而其他位元 30 1345884 25651pif.doc 值彼此相同（例如〇)的臨限值資料，並列地供仏 夕=比較益114的每一個。作為一例，高位區域確定^ 118為了自多個比動;$Ί1 ^ #乂盗1】4分別產生例如將大於等於〇、 地劃r(㈣段而形 、, 版值電壓，可對多個比較器114的每一個 並列地供給互不相同的臨限值資料。

在^ 1南位確定階段（S111)，供給有臨限值資料的多 個比較S 114的每—個，對類比輪人信號是否大於等於符 合對應的臨限值資料的類比值進行比較。高位區域確定部 118根據多個比較器n4的比較結果，將高位區域的資料 值限定於下述兩個臨限值資料之間，亦即，產生類比輸入 #號大於等於該臨限值資料所對應的類比值的比較結果的 最大臨限值資料，以及產生類比輸入信號小於該臨限值資 料所對應的類比值的比較結果的最小臨限值資料。作為一 例’高位區域確定部118可將數位輸出信號的高位區域的 資料值確定為下述最大臨限值資料的高位區域的值，亦

即’此最大臨限值資料產生類比輸入信號大於等於該臨限 值資料所對應的類比值的比較結果。在本例中’高位區威 確定部118可將數位輸出信號中的第a〜b位元的資料值’ 確定為下述最大臨限值資料的第a〜b位元的資料值，亦 即，此最大臨限值資料產生類比輸入信號大於等於該臨限 值資料所對應的類比值的比較結果。 其次，在第2高位確定階段（S112)，高位區域確定 部118控制臨限值控制部126，以將該階段中應確定的高

31 1345884 25651pif.doc 位區域所對應的資料值互不相同而其他位元的資料值彼此 相同的臨限值資料，並列地供給至多個比較器114的每一 個。此時，高位區域確定部供給臨限值資料，將至前 一階段為止資料值已確定的區域的值設定為該已確定的資 料值。作為一例，高位區域確定部118可向多個比較器114 的每一個並列地供給臨限值資料，該臨限值資料中，將第 a〜b位元設定為第1高位確定階段（sm)所確定的資料 值，將第c〜d位元設定為互不相同的資料值，且將第e〜 f位7G 5又疋為相同的貢料值（例如〇 )。 作為一例，高位區域確定部118為了產生將下述範圍 大致均等地分成2(d_e+n段而形成的2(d_c+1)個臨限值電壓， 可對多個比較态114的每一個並列地供給互不相同的臨限 值資料，上述範圍是指大於等於最大臨限值資料所對應的 臨限值電壓丑小於等於最小臨限值資料所對應的臨限值電 壓，其中，上述最大臨限值資料是指在前—階段產生類比 輸入信號大於等於該臨限值資料所對應的類比值的比較結 果的最大臨限值資料，上述最小臨限值資料是指在前一階 段產生類比輸入信號小於該臨限值資料所對應的類比值的 比較結果的最小臨限值資料。 在第2南位確定階段（S112)，供給有臨限值資料的 多個比較器114分別對類比輸入信號是否大於等於符合對 應的臨限值資料的類比值進行比較。高位區域確定部 根據多個比較器114的比較結果，將該階段應確定的高位 區域的資料值限定於下述兩個臨限值資料之間，亦即，產 32 1345884 25651pif.doc

生類比輸入信號大於等於該臨限值資料所對應的類比值的 比較結果的最大臨限值資料，以及產生類比輸入信號小於 該臨限值㈣所對應賴比值的啸結果的最小臨限值資 =°作為一例’高位區域確定部118可將數位輸出信號的 南位區域的資料值確定為下述最大臨限值資料的高位區域 的值，亦即，此最大臨限值資料產生類比輸入信號大於等 於該臨限值資料所對應的類比值的比較結果。在本例中， 高位區域確定部118可將數位輸出信號的第c〜d位元的資 料值確定為下述最大臨限值資料的第c〜d位元的資料 值，亦即，此最大臨限值資料產生類比輸人信號大於等於 該臨限值資料所對應的類比值的比較結果。 如上所述，高位區域確定部118在高位區域確定階段 (S2) ’至少進行一次利用多位元轉換處理來確定資料值 的確定階段（高位確定階段），以將高位區域所 值確定為一個值。 貝竹

再者，在多位元轉換處理中’高位區域確定部118例 如可在每個轉換週期，變更所產生的多個臨限值資料盘供 給有該多舰限值㈣的多侃㈣114的對顧係^ 為一例’高位區域確定部118可根據隨機數來變更多個臨 限值資料與多個比較器114的對應關係。因此，利用AD 轉換器1G可使辣比較器1M之間的精度不均現 化，因而可減少雜訊。 其次，在低位區域 及低位區域確定部 高位區域確定階段（S2)結束後， 確定階段（S3)，低位區域計算部12〇 1345884 25651pif.doc 122同時實施多個逐次比較處理 號的低位區域所對應的資料值的多；候補：，數出信 多個候補值來確定—個資料值。、值亚根據上述 •在低位區域確定階段（S3)，低位 制臨限值控制部126，並對多 4。十异。P 120控 處理’猎此來計算低位區域所對應的資料^ = ^ 值。亦即，低位區域計算部12〇使多 1候補 =纽:細作，以並列地計算出 =一多個候補值 個比較器„4分別對應於逐次比較處理而二 计第e〜f位兀的多個候補值。 所叶域4定部122根據低位區域計算部120 的二個候補值，來確定低位區域所對 :值:Cl低位區域確定部122可將多個候補值的平 =確疋為低位區域的資料值。再者，作為—例 可，候補值中與多個候補值的平均值二 的最大誤差值的至少_個候補_ ===低錄域的資料值。因此，_低位區域確定 :122,南精度韓轉換。又，低位區域確定㈣ 平均值的小數點後的值’確咖 輸出k號中較該低位區域更低位的資料值。 作為-例，低位區域計算部12〇可利用比較器ιΐ4進 34 1345884 25651pif.doc 行如下的逐次比較處理。 首先’低位區域計算部120將下述候補值的初始值設 定為臨限值資料，此候補值即’將高位區域確定階段（S2 ) 中由高位區域確定部118所確定的資料值設為高位區域的 資料值，且將0設為低位區域的資料值。再者，亦可取代 上述情況’低位區域計算部120將下述候補值的初始值設 定為臨限值資料，此候補值即，將由高位區域確定部118 所確定的資料值設為高位區域的資料值’且將1設為低位 區域的資料值。 繼而’低位區域計算部120對自低位區域的最高位位 元至最低位位元為止的各位元，自最高位位元起依序將候 補值中該位元設為1的臨限值資料供給至該群組的比較器 114°亦即，低位區域計算部12〇自初始值的狀態開始，將 自低位區域的最高位位元至最低位位元為止依序設為1的 候補值作為臨限值資料而並列地供給至多個比較器的 每一個，並且使多個比較器114分別對類比輸入信號與已 供給的臨限值資料所對應的類比值進行比較。 取而代之，在將I設定為低位區域資料值的候補值的 初始值，，低位區域計算部120可對自低位區域的最高位 位兀至最低位位元為止的各位元，自最高位位元起依序將 ，補值中该位元設為〇的臨限值資料供給至該群組的比較 4亦即，低位區域計算部120可自初始值的狀態開 °字自低位區域的最高位位元至最低位位元為止依序設 、、t侯補值作為臨限值資料而並列地供給至多個比較器 35 1345884 25651pif.doc 114的每一個，並且使多個比較器114分別對類比輸入信 號與已供給的臨限值資料所對應的類比值進行比較。 繼而’低位區域計算部120對自低位區域的最高位位 元至最低位位元為止的各位元’根據比較器114的比較結 果’在類比輸入信號大於等於臨限值資料所對應的類比臨 限值時’使候補值的該位元成為1 ’在類比輸入信號小於 類比臨限值時，使候補值的該位元成為〇，以此來更新候 補值。亦即，低位區域計算部120對多個比較器114的每 一個，在自低位區域的最高位位元起將位元值依序設為j 的各時序中，當類比輸入信號大於等於臨限值資料所對應 的類比臨限值時’將該時序中設為1的候補值的位元更弃= 為1 ’當類比輸入信號小於臨限值資料所對應的類比臨限 值時，將該時序中設為1的候補值的位元更新為〇。 取而代之，在將1設定為低位區域資料值的候補值的 初始值時，低位區域計算部12G在類比輸人錢大於臨限 值資料所對應的類比臨限值時，使候補值的該位元成為 卜在類比輸人信號小於等於類比臨限值時，使候補值的該 位7L成為0，以此來更新候補值。亦即，低位區域計算部 120可對多個比較器114的每—個’在自低位區域的最高 起將位元值依序設為G的各時序，當類比輸入信號 :臨限值貝料所對應的類比臨限值時，將該時序 ^的候補值的位元更新為！，當類比輸人信號小於等於=限 值貝料所對應的類比臨限值時’將該時序 值的位元更新為〇。 访中叹為〇的候補 36 1345884 25651pif.doc 如上所述 低伹區域計鼻部120自初始值（所有位元 均為〇)狀_始’自高健元起依序將位元設為】來使 候補值變化’並且根據味結果依序更新賴值中設為i 的位元值，s此可自高錄元域每—位元逐個地進行類 比數位轉換。 '

-繼而，低位區域計算部12〇將直至低位區域的最低位 $兀為止對候補錢新後所得的候補值供給至低位區域確 定部122三如上所述，在低位區域確定階段（S3)中，低 位區域計算部12 0可利用並列的逐次比較處理來確定低位 區域所對應的多個候補值。 再者，作為一例，低位區域計算部120亦可進—步在 時間^向上進行多次並列的逐次比較處理。亦即，低位區 域計算部120亦可進行(m為大於等於i的整數）利 用逐次比較處理來計算多個候補值的處理。並且，低位區 域確定部122可根據低位區域計算部120所計算出的多個 候補值，來確定低位區域所對應的資料值。作為一例，低 位區域確定部122可將多麵補值的平均值確定為低位區 域的資料值。 圖π表示本實施形態的電腦19〇〇的硬體結構之一 例。本實施形態的電腦！9〇〇具備中央處理單元（c：entral processing unit，CPU)周邊部、輸入輸出部以及既有 (legacy)輸入輸出部，其中，上述cpu周邊部具有藉由 主機控制器（host controller ) 2082而相互連接的 CPU2000 RAM (Random-access memory ’ 隨機存取記憶 37 1345884 25651pif.doc 體）2020、繪圖控制器（graphic controller) 2075以及顯示 裝置2080;上述輸入輸出部具有藉由輸入輸出控制器2〇84 • 而與主機控制器2082連接的通訊介面2030、硬碟驅動器 . 2040以及CD-R0M驅動器2060 ;上述既有輸入輸出部具 有與輸入輸出控制器2084連接的唯讀記憶體（Read_only memory ’ ROM) 2010、軟碟驅動器2〇5〇以及輸入輸出晶 片 2070。 φ 主機控制器2082用於連接ram2020、CPU2000以及 繪圖控制态2075，上述CPU2000以高傳輸率對RAM2020 進行存取。CPU2000根據儲存於r〇M2〇i〇以及RAM2020 - 中的程式而動作，以對各部進行控制。繪圖控制器2075 取付CPU2000等在設於RAM2020内的碼框緩衝器（fr繼 buffer)上產生的圖像資料，並顯示於顯示裝置2080上。 亦可取而代之，繪圖控制器2〇75的内部包含用以儲存 CPU2000等所生成的圖像資料的碼框緩衝器。 輸入輸出控制器2084將主機控制器2〇82、較高速的 • 輸入輸出裝置所在的通訊介面2030 '硬碟驅動器2_以 及CD-ROM驅動器2060相連接。通訊介面2〇3〇經由網路 而與其他裝置進行通訊。硬碟驅動器2040用以存儲電腦 丨__〇>咖所使罐式以及㈣。CDH - 動裔2060自CD-ROM2095讀取程式或資料，並經由 RAM2020而供給於硬碟驅動器2〇4〇。 ^，輸入輪出控制器2084上連接有R〇M2〇1〇、軟碟 驅動器2050、以及輸入輸出晶片雇之類的較低速的輸 38 1345884 25651pif.doc 入輸出裝置。ROM2010用於儲存電腦19〇〇啟動時所執行 的啟動程式（boot program)以及依賴於電腦19〇〇的硬體 的程式等。軟碟驅動器2050自軟碟2090讀取程式或資料， 並經由RAM2020而供給於硬碟驅動器2〇4〇。輸/輸出晶 片2070經由軟碟驅動器2050以及例如平行埠、串聯埠、 鍵盤埠、滑鼠埠等而連接各種輸入輸出裝置。

經由RAM2020而供給於硬碟驅動器2〇4〇的程式由使 用者提供，並儲存於軟碟2090'CD-R〇M2095或積體電路 (Integrated circuit，iC)卡等記錄媒體中。程式可自記錄 媒體中讀出，並經由RAM2020而安裝於電腦簡内的硬 碟驅動器2040中，且在CpU2〇〇〇中執行。

安裝於電腦1900内並使電腦1900作為AD轉換器1〇 的控制裝置而發揮功能的程式’包括位元選擇模组 ^她）、臨限值控糖組、位元確定触、記憶模組、 二2:〇二核組以及定序器模組。該些程式或模組使 CPU2000寻運行’並使電腦觸分別作為位元選擇部. =空二部20、位元較部26、記憶部28、時序控制 邛3〇以及疋序器32而發揮功能。 々的程式韻組亦可儲存於外部記憶媒體中。 軟碟雇、cd_RqM2q95 〇卜， MO) 等光學記錄媒體、磁光碟（Magnet-〇Ptical， 又t磁記錄媒體、磁帶媒體、IC卡等半導體記憶體 在與相通訊網路或網際網路連接的 舰系統中的硬碟或RAM綠«置用作記錄媒體，並 39 1345884 2565 lpif.doc 將程式經由網路而供給於電腦1900。 以上使用貫施形態對本發明的一個方面進行了說明， 但本發明的祕並未限定於上述實施賴中記載的範 圍，可對上述實施職進行多種㈣^良。由申請專利 範圍的記載可日_得知，上述變更或改良後的形態亦可包 含於本發明的技術範圍内。 【圖式簡單說明】

器10的結構。 斋10的類比數位 圖1表示本發明的實施形態中AD轉換 圖2表示本發明的實施形態中AD轉換 轉換位元確定部26。 圖3表示本發明的實施形態中AD轉換器 轉換處理的時序圖之一例。 、數位 圖t表示本發明的實施形態的比較部24中所輸入的類 比輸入彳§號與雜訊分佈以及多個比較時序之一例。 、

圖5表示本發明的實施形態的比較部24中所輸入的類 比輸入信號經低通濾波後的波形之一例以及未絲、 的類比輸入信號的波形之一例。 、' 錢 圖6表示本發明的實施形態的第丨變形例 型DA轉換器40的結構及比較部24。 可再刀 圖7表示本發明的實施形態的第2變形例中ad 10的結構。 。 器 圖8表示本發明的實施形態的第3變形例中轉換 10的結構。 、 圖9表示第3變形例中AD轉換器1〇的類比數位處理的 < S ) 40 1345884 25651pif.doc 各步驟。 圖10表不在以下情況時AD轉換器1〇的轉換處理之一 - 例，亦即，在兩位區域確定階段（S2)中使多個比較器14 貝她夕位元轉換處理，並在低位區域確定階段（幻）使多 •個比較器14中的各個比較器實施逐次比較處理。 圖表示本發明的實施形態中電腦1900的硬體結構 之一例。 【主要元件符號說明】 籲 10: AD轉換器 12、112 :取樣保持部 • 14、114、50_1 〜50-Π :比較器 18 :位元選擇部 2〇 126·臨限值控制部 22 I DA轉換部 24 :比較部 26 :位元確定部 • 28、124 :記憶部 30 :時序控制部 32 :定序器 40.龟荷再分配型Da轉換器 - 42 :取樣開關 43 .調節用電容器 斗4·1〜44-m :電容器 45 ·調節用開關 41 1345884 25651pif.doc 46-1〜46-m :輸入切換開關 48-1〜48-m :位元開關 50、134 :比較電路 52 :比較結果記憶部 54-1〜54-n :暫存器 116 :選擇部 118 :高位區域確定部 120 :低位區域計算部 122 :低位區域確定部

132 ： DAC 1900 :電腦

2000 ： CPU

2010 ： ROM

2020 ： RAM 2030 :通訊介面 2040 :硬碟驅動器 2050 :軟碟驅動器 2060 : CD-ROM 驅動器 2070 :輸入輸出晶片 2075 :繪圖控制器 2080 :顯示裝置 2082 :主機控制器 2084 :輸入輸出控制器 2090 :軟碟 42 1345884 25651pif.doc

2095 ： CD-ROM 51 :取樣階段 52 :高位確定階段 'S3 :低位確定階段 S4 :輸出階段 S11〜S20 :步驟

Sill、S112 :高位確定階段 til〜tl3 :選通信號

Ti-Tm :邏輯值

43

Claims (1)

1345884 25651pifl 爲第96134011號中文專利範圍無劃線修 十、申請專利範圍： 年1! %%正替換頁 修正日期:99年12 ---- 1.一種AD轉換器，輸出已使類比輸入信號數位化的 數位輸出信號，該AD轉換器包括： 位元選擇部’自上述數位輸出信號的高位位元向低位 位元依序選擇各轉換對象位元； 臨限值控制部，根據上述轉換對象位元的更高位位元 已確定後的值，來確定表示上述轉換對象位元的〇及i的 邊界值的臨限值資料；

DA轉換部，將上述臨限值資料進行DA轉換而生成 類比臨限值； 比較部，在確定上述轉換對象位元的值的轉換時間内 的多個不㈣序中，將上述類比輸人信號與上賴比臨限 值進行比較，並輸出各時序中比較後所得的多個比較結果； 位元確定部，根據上述多個比較結果來確定上述轉換 對象位元的值；以及 記憶部，記憶由上述位元確定部所確定的資料值。

2. 如申請專利範圍第1項所述之AD轉換器，其中 上述位元確定部以多數確定的方式而確定上述多個比 較結果，以確定上述轉換對象位元的值。 3. 如申請專利範圍第1項所述之AD轉換器，其中 上述比較部包括多個比較器，分別對上述類比輸入信 號與上述類比臨限值進行比較， 該AD轉換器更包括時序控制部，控制上述多個比較 器各自的上述類比輸入信號與上述類比臨限值的比較時 44 工345884 修正日期:99年12月27日

25651pifl 爲第96134011號中文專利範圍無劃線修正本 序，且 —上述時序控制部使上述多佩較財㈣丨比較器在 確定上述轉換對象位元的值的轉換時間内的第^時序 二H ’且使上述多個比較11中的第2比較財__ 間内的與上述第1時序不同的第2時序中進行比較。 4·如申請專利範圍第3項所述之八〇轉換器，其中 上述時序控制部利用小於取樣時脈！個週期的延 使確定上述數位輸出信號的1位元轉換時 間=該取樣時脈延遲，以生成指定上述第i時序的第 通信號以及指定上述第2時序的第2選通信號， 、 μ於上Ϊ第1味器根據上述第1選通信縣比較上述類 比輸入jg號與上述類比臨限值， 、 心上Ϊ第2比較器根據上述第2選通信號來比較上述類 比輸入4號與上述類比臨限值。 5.如申請專利範圍第3項所述之沾轉換器， 6·如申請專利範圍第！項所述之沾轉換器， 換睹2括時序控制部’在上述數位輸出信號的1位元轉 換％間内，產生可指定多個時序的選通信號； 上述比較部包括： ~ 比較器，在由上述選通信號指定的時序中 比輸入信號與上述類比臨限值進行比較；以及、’、 比較結果記憶部，包括串聯連接的1個或！個以上的 45 1345884 25651pifl 爲第96134011號中文專利範圍無劃線修正本 [99. 10. 2 7- 年月日修止替換頁 修正曰期:99年12 ^-Τ7Β·一-—- 暫存器’其_初始段的暫存器在由上述選通信號指定的時 序中提取並記憶上述比較器的比較結果’而第2段以後的 暫存器在*上述選通信號指定的時序巾提取並記憶前一段 暫存器所記憶的比較結果；且 上述位元確定部根據記憶於上述比較結果記憶部中的 上述多個時序的各自的上述比較結果，來確定上述轉換對 象位元的值。 7. 如申請專利範圍第6項所述之AD轉換器，其中 上述時序控制部使上述數位輸出信號的預定位元的轉 ，時間内㈣序數’大於該預定位元的更高錄元的轉換 吩間内的時序數。 8. 如申咕專利範圍第1項所述之ad轉換器，其中 上述比較部根據隨機數來確定上述轉換時間内的多個 不同時序。 叙L ^AD轉換器，輸出已使類比輸入信號數位化的 數位輸出信號，該AD轉換器包括： 多個比較器’分別將上述類比輸入信號與指 臨限，資料㈣應的類比臨限值進行比較； =位區，確定部，根據對上述多個比較器供給互不相 二的臨限值胃料而獲得的多個比較結果，総定上述數位 輸出信號中的財位元數的高位區域所對應的資料值； ▲低位區域β十舁部，利用上述多個比較器，來計算上述 南位區域的更低位側的預定位元數的低位區域所對應的 料值的多個候補值； ’貝 46 25651pifl _ 96134(m號中文專利範圍無劃線修正本 低位區域確定部，根據上述多個候補值來確定上述低 位區域所對應的資料值；以及

時序控制。[5’备欲计算低位區域所對應的資料值的多 固候補值4 ’使上述多個比較器中的第丨比較器在確定1 ^元的值的轉換時間内的第i時序中，將上述類比輸入信 ^與上述值進行比較，域上述多伽較器中的 弟2比較器在上述轉換時間_與上述第丨時序不同的第 ^時序巾’將上述類比輸人錢與上_比臨限值進行比 10.-種AD轉換方法，輸出已使類比輸入信號數位化 的數位輸出信號’該AD轉換方法包括以下步驟： 自上述數位輪出信號的高位位元向低位位元依序選擇 各轉換對象位元； ，據上述轉換對象位元的更高位位元已確定後的值， 來確疋表示上述轉換對象位元G及丨的邊界值的臨限值 料； '

修正日期:99年12月27曰

將上述臨限值資料進行〇八轉換而生成類比臨限值； _在確定上述轉換對象位元的值的轉換時間内的多個不 同的時序巾，將上述類比輸人錢與上賴tb臨限值進行 比較’並輸&各時序巾比較後所得的乡舰較結果；以及 根據上述多個比較結果來確定上述轉換對象位元的 值。 U·—種AD轉換方法’輸出已使類比輸入信號數位化 的數位輸出信號，該AD轉換方法包括以下步驟： 47 1345884 25651pifl 爲第96134011號中文專利範圍無劃線修正本 修正日期:99年12月27日

根據向多個比較益供給互不相同的臨限值資料而 的多個比較結果，來限定上述數位輸出信號中的預定= 數的高位區域所對應的資料值，上述多舰較器用來分^ 將上述類比輸人信號與指定的數位臨限值資制對應的 比臨限值進行比較； 利用上述多舰較器，來計算上述高位區域的更低位

側的預定位元數的低位區域所對應的資料值的多個候補 值， 根據上述多個候補值來確定上述低位區域所對應的資 料值；以及 ' 當欲计异低位區域所對應的資料值的多個候補值時， 使上述多個比較器中的第1比較器在確定1位元的值的轉 換時間内的第1時序中，將上述類比輸入信號與上述類比 臨限值進行比較，且使上述多個比較器中的第2比較器在 上述轉換時間内的與上述第1時序不同的第2時序中，將 上述類比輸入信號與上述類比臨限值進行比較。

48 1345884 爲第96134011號中文圖式無劃線修正本 修正日期:99年12月27日 A9 \2, 2 7 年月曰學正替換頁

10 1345884 12. 2 r- 年月日修正替換頁

圖2 1345884 .99. 19 ^ : __ 年S曰修正替換頁

1345884 fQn_ 9y. 12 ο 年f H多正替换頁

類比臨限值 類比輸入信號

4 類比輸入信號經低通濾波 後的波形

對該期間進行積分

向比較部24中輸入的 類比輸入信號的波形 1345884 ι99. 12. 2 7 年月Q修正替換頁

凾6 ISPMi 硪韋3昏^')

40 1345884 ,99. 12. 2 7 年月曰疹正替设頁

1〇 ^ 1345884 迦U-^子-年月曰修势换頁

.126 薛浔命玆窆娈 .桊莽-it薄 ititii?錁 ! r30 yl&"m.麻衅$ ϊ»ί——

S' 鎳 VRE^IVREF 132 ‘二/, U U IS \r 124 1345884 13. ay- 年月日修正替頁 λί S1 f S2 ^^^^ 凾9 靠圧硃芻 S4 S3 B#s IV 1345884 12. P7 年月日修正頁 vml- f <-2 VH s 10 -^ If £s fv 12:. Dn〔?:f〕 Blook η f 1T

Y'Davgtelf〕 Dtosr-1〔a: f〕= D〔a:b〕+DI—1C: dl_i+Davgl—lCB·: f〕 雜任哞芻(S4) 1345884 )〇· 12. - 年月日修正瞀換頁

S 11